Badania sugerują, że połączona terapia komórkowa i genowa oparta na uwalnianiu czynnika wzrostu może pomóc w stworzeniu spersonalizowanych terapii dla kilku chorób neurodegeneracyjnych.

Leczenie wykorzystuje indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPSC) do tworzenia neuronalnych komórek progenitorowych, które wytwarzają białko zwane glejowym czynnikiem neurotroficznym pochodzącym z linii komórek glejowych (GDNF).

Badanie wykazało, że te genetycznie zmodyfikowane komórki były w stanie różnicować się w komórki astrocytów, które stanowią większość komórek w ośrodkowym układzie nerwowym człowieka.

Byli również w stanie chronić dotknięte komórki i ich funkcję w modelach gryzoni chorób obejmujących siatkówkę i rdzeń kręgowy, zgodnie z ustaleniami w Raporty dotyczące komórek macierzystych.

„Możliwość zminimalizowania interakcji immunologicznych poprzez inżynierię własnych komórek pacjenta, a następnie przekształcenie ich w precyzyjną terapię medyczną ma bardzo duży potencjał” – powiedział współautor dr Alexander Laperle, naukowiec projektu w Svendsen Lab w Cedars Sinai.

Dodał: „Z powodzeniem wykazaliśmy, że możemy opracować ludzkie iPSC, które stabilnie wytwarzają GDNF jako obiecującą przyszłą terapię komórkową i genową”.

Jednojądrzaste komórki krwi obwodowej można przeprogramować w iPSC, które namnażają się w hodowli i mogą różnicować się w wiele typów tkanek – wyjaśniają naukowcy.

Zauważają, że ich laboratorium i inni wykazali wcześniej, że iPSC zapewniają odnawialne, skalowalne i bezpieczne źródło komórek do uzyskiwania potencjalnych produktów komórkowych.

W bieżącym badaniu zespół wygenerował neuronalne komórki progenitorowe pochodzące z iPSC, które transdukowano w celu ekspresji GDNF (iNPC-GDNF).

iNPC-GDNF przeszczepiono do przestrzeni podsiatkówkowej modelu gryzonia ze zwyrodnieniem siatkówki, gdzie chroniły fotoreceptory i wzrok.

Chronili również neurony ruchowe po przeszczepie do rdzenia kręgowego modelu gryzonia ze stwardnieniem zanikowym bocznym (ALS), gdzie wykazały długoterminowe przeżycie i bezpieczeństwo.

Autorzy zauważają, że neurodegeneracja obejmuje wiele różnych chorób i typów komórek z różnymi przyczynami genetycznymi i środowiskowymi, które wymykają się terapiom ukierunkowanym na szlak.

Jednak NPC, które wszczepiają się i różnicują w glej wspierający i mogą być genetycznie modyfikowane w celu wytworzenia czynnika wzrostu, mają szerokie zastosowanie w wielu chorobach.

„Połączone podejście do terapii komórkowej i genowej oparte na uwalnianiu czynnika wzrostu jest szczególnie obiecujące w przypadku sporadycznego ALS, w którym nie jest znana mutacja genowa dla ukierunkowanej terapii genowej” – zauważają.

„To podejście może być również stosowane w leczeniu zwyrodnienia siatkówki, niezależnie od konkretnych mutacji”.

Badacze przyznają, że istnieją ograniczenia w terapii i że poza miejscem lub nadmierne poziomy GDNF mogą powodować działania niepożądane u pacjentów, a także rzadką utratę komórek Purkinjego móżdżku i nieprawidłowe kiełkowanie neuronów w modelach zwierzęcych.

Sugerują, że chociaż bezpieczeństwo GDNF zostało potwierdzone do 42 miesięcy w rdzeniu kręgowym, przyszłe badania powinny opracować kontrolowane uwalnianie GDNF, aby dostosować ekspresję transgenu GDNF dla każdego pacjenta i umożliwić wyłączenie genu w przypadku poważnych skutków ubocznych.

Niemniej jednak zespół utrzymuje: „W oparciu o bezpieczeństwo i skuteczność, iNPC-GDNF można traktować jako obiecującą kombinowaną terapię komórkową i genową dla wielu chorób neurodegeneracyjnych”.